本發(fā)明涉及領(lǐng)域，特別涉及一種高分子薄膜基復(fù)合鎳膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，隨著電子、能源、航空航天等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)高性能材料的需求日益增長(zhǎng)，尤其是在電池電極材料、電磁屏蔽、傳感器及微電子器件等應(yīng)用中，材料的綜合性能要求尤為嚴(yán)格。傳統(tǒng)的單一材料如純鎳膜或高分子薄膜雖各有特點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中均面臨局限性。純鎳膜擁有良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，但其機(jī)械強(qiáng)度不足，易斷裂；而高分子薄膜雖在機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性上表現(xiàn)出色，卻在導(dǎo)電性和耐腐蝕性上不盡人意。因此，研發(fā)一種新型復(fù)合材料，整合高分子薄膜的力學(xué)性能和金屬膜的電學(xué)性能，成為解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，已有嘗試將金屬與高分子材料復(fù)合，以期達(dá)到性能互補(bǔ)，但這些嘗試往往面臨結(jié)合力弱、制備工藝復(fù)雜、成本高昂或環(huán)境不友好等問(wèn)題。例如，一些研究采用簡(jiǎn)單的物理混合或涂覆方法，但界面結(jié)合不牢，易分層；而其他研究則可能采用復(fù)雜的多步化學(xué)反應(yīng)，雖提高了結(jié)合強(qiáng)度，卻犧牲了工藝的簡(jiǎn)便性和成本效益。

3、現(xiàn)有技術(shù)中的主要缺點(diǎn)包括：1、界面結(jié)合力弱，導(dǎo)致復(fù)合材料在使用過(guò)程中易分層或剝落。2、制備工藝復(fù)雜，成本較高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。3、環(huán)境兼容性差，使用有害化學(xué)物質(zhì)，不符合可持續(xù)發(fā)展要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高分子薄膜基復(fù)合鎳膜及其制備方法。本發(fā)明創(chuàng)新性地結(jié)合了高分子材料的高強(qiáng)度和韌性，以及鎳金屬的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，通過(guò)優(yōu)化的制備工藝，確保了界面的強(qiáng)固結(jié)合，同時(shí)簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本，并注重環(huán)境友好性，以滿足高性能材料的市場(chǎng)需求。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明的第一方面，提供一種高分子薄膜基復(fù)合鎳膜的制備方法，包括以下步驟：

3、s1、基底預(yù)處理：對(duì)基底表面依次進(jìn)行等離子處理和紫外輻照處理，得到預(yù)處理基底；

4、s2、在預(yù)處理基底上制備中間粘接層；

5、s3、在中間粘接層上制備鎳金屬層；

6、s4、在鎳金屬層上電沉積增厚鍍鎳層，得到高分子薄膜基復(fù)合鎳膜；

7、所述基底為pi薄膜、增強(qiáng)改性pi基底、增強(qiáng)型pet基底、表面改性pi基底、表面改性pet基底中的任意一種。

8、優(yōu)選的是，步驟s1具體為：采用氧氣等離子體工藝對(duì)基底表面進(jìn)行處理，處理參數(shù)設(shè)定為：功率50w，處理時(shí)間3分鐘，真空度10-3torr；然后紫外線光輻照處理1min，得到預(yù)處理基底。

9、優(yōu)選的是，步驟s2具體為：

10、s2-1、制備粘接劑溶液：

11、按重量份計(jì)，將聚醚多元醇50份、異氰酸酯45份、溶劑5份、交聯(lián)劑3份、催化劑2份混合均勻，得到聚氨酯預(yù)聚體；

12、按照鈦酸四丁酯：聚氨酯預(yù)聚體的重量比為1:100，將鈦酸四丁酯加入到聚氨酯預(yù)聚體中，攪拌均勻，得到粘接劑溶液；

13、s2-2、采用旋涂、浸涂或噴霧涂布的方式，將粘接劑溶液均勻涂布在預(yù)處理基底表面，70-90℃下固化15-60min，形成中間粘接層。

14、優(yōu)選的是，步驟s3具體為：

15、采用直流磁控濺射工藝，在中間粘接層上沉積鎳金屬層，工藝條件為：工作氣體為氬氣，功率設(shè)定為100w，氣體壓強(qiáng)為1pa，濺射時(shí)間為30分鐘。

16、優(yōu)選的是，步驟s4具體為：

17、將步驟s3得到的沉積鎳金屬層后的基底作為陰極，使用純鎳板作為陽(yáng)極，在沉積鎳金屬層上電沉積增厚鍍鎳層，采用的電解液配方為：硫酸鎳濃度為200g/l，硼酸濃度為30g/l，氯化鈉濃度為10g/l，氯化鎳濃度為10g/l；

18、電沉積工藝參數(shù)為：電流密度為10ma/cm2，電沉積時(shí)間為1小時(shí)，電解液ph值保持在4-5，溫度控制在50℃。

19、優(yōu)選的是，所述基底為增強(qiáng)改性pi基底，其通過(guò)以下方法制備得到：

20、1-1)按重量份計(jì)，將均苯四甲酸酐20份、4,4'-二氨基二苯醚10份、3,4'-二氨基二苯醚二縮水甘油醚2份加入100份的n,n-二甲基甲酰胺中，冰浴下攪拌反應(yīng)24h，得到預(yù)聚物溶液；

21、1-2)將預(yù)聚物溶液經(jīng)脫泡處理后，均勻涂覆于清潔的玻璃基板上，然后以5℃/分鐘的升溫速率升溫至250℃，反應(yīng)3h，最后將所得薄膜從玻璃基板完整取下，得到增強(qiáng)改性pi基底，厚度為25μm。

22、優(yōu)選的是，所述基底為增強(qiáng)型pet基底，其通過(guò)以下方法制備得到：

23、2-1)將玻璃纖維加入質(zhì)量濃度為1％的硅烷偶聯(lián)劑的乙醇溶液中，50℃下浸泡處理2小時(shí)，過(guò)濾，干燥至恒重，得到預(yù)處理玻璃纖維；

24、2-2)將預(yù)處理玻璃纖維與pet樹(shù)脂按照質(zhì)量比1:10混合均勻，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)在200℃下進(jìn)行熔融擠出，得到片材；

25、2-3)將擠出的片材在120℃下進(jìn)行雙向拉伸，縱向拉伸倍率為3倍，橫向拉伸倍率為3倍，雙向拉伸后產(chǎn)品厚度為25μm，然后在150℃下熱定型，冷卻，收卷，得到增強(qiáng)型pet基底。

26、優(yōu)選的是，所述基底為表面改性pi基底，其通過(guò)以下方法制備得到：

27、3-1)對(duì)厚度為25μm的pi薄膜進(jìn)行氧氣等離子體處理，功率設(shè)置為200w，處理時(shí)間為5分鐘；

28、3-2)將3-氨丙基三乙氧基硅烷加入無(wú)水乙醇中，制備成濃度為1％的硅烷偶聯(lián)劑溶液，將硅烷偶聯(lián)劑溶液均勻涂布在步驟3-1)得到的pi薄膜表面，控制涂布量為10mg/m2，然后在140℃固化30分鐘，得到表面改性pi基底

29、優(yōu)選的是，所述基底為表面改性pet基底，其通過(guò)以下方法制備得到：

30、4-1)對(duì)厚度50μm的pet基底進(jìn)行電暈處理，電暈放電功率設(shè)置為1.5kw，處理速度為1m/min；

31、4-2)將3-(三乙氧基硅基)丙基甲基二甲氧基硅烷加入無(wú)水乙醇中，制備成濃度為1％的硅烷偶聯(lián)劑溶液，將硅烷偶聯(lián)劑溶液均勻涂布在步驟4-1)得到的pet基底表面，控制涂布量為10mg/m2，然后在120℃固化30分鐘，最終得到表面改性pet基底。

32、本發(fā)明的第二方面，提供一種高分子薄膜基復(fù)合鎳膜，其通過(guò)如上所述的方法制備得到。

33、本發(fā)明的有益效果是：

34、1.綜合性能優(yōu)異：本發(fā)明提供的高分子薄膜基復(fù)合鎳膜成功地集成了高分子薄膜與純鎳膜的各自優(yōu)勢(shì)，高分子基底帶來(lái)了卓越的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，有效抵抗物理?yè)p傷，而鎳層則提供了優(yōu)良的導(dǎo)電性和耐腐蝕特性；這種獨(dú)特的組合使得復(fù)合鎳膜在保持輕質(zhì)、柔韌性的同時(shí)，還具備了廣泛的應(yīng)用潛力，特別是在那些既要求高強(qiáng)度又需要良好導(dǎo)電性的領(lǐng)域，如可穿戴電子設(shè)備、柔性顯示屏、航空航天材料及新能源汽車部件等。

35、2.制備工藝簡(jiǎn)便可控：本發(fā)明的另一大亮點(diǎn)在于其優(yōu)化的制備流程，通過(guò)精確調(diào)控濺射、電鍍等關(guān)鍵步驟的參數(shù)，能夠高效且穩(wěn)定地控制鎳層的厚度、均勻度及與基底的結(jié)合強(qiáng)度；這種高度的可調(diào)節(jié)性不僅確保了產(chǎn)品的一致性和可靠性，還大大提升了制備過(guò)程的靈活性，能夠根據(jù)不同的應(yīng)用需求快速調(diào)整，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，從而拓寬了其市場(chǎng)應(yīng)用范圍。

36、3.環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：本發(fā)明提供的高分子薄膜基復(fù)合鎳膜展現(xiàn)出的出色耐腐蝕性和電氣穩(wěn)定性，意味著它能在高溫、潮濕、鹽霧等惡劣環(huán)境中保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作性能；這一點(diǎn)對(duì)于戶外電子設(shè)備、海洋工程材料及化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用尤為重要，能夠在減少維護(hù)成本的同時(shí)，延長(zhǎng)使用壽命，提升整體系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

37、綜上所述，本發(fā)明提供的高分子薄膜基復(fù)合鎳膜通過(guò)整合材料科學(xué)與精密加工技術(shù)的最新成果，不僅在性能上實(shí)現(xiàn)了跨越，而且在工藝可行性和環(huán)境適應(yīng)性上也取得了突破，為多個(gè)行業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，具有顯著的創(chuàng)新價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。